• Tidak ada hasil yang ditemukan

Skenario Budget Energi untuk Menduga Perubahan Rata-rata Suhu

Lampiran 1 Tabel daftar literatur perubahan iklim global

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Metode Paleoklimatologi untuk

4.3 Skenario Budget Energi untuk Menduga Perubahan Rata-rata Suhu

Global.

Cuaca di bumi sangat dipengaruhi oleh radiasi matahari. Radiasi matahari yang mencapai bumi mencapai 342 Wm-2. Sekitar 30% dari radiasi tersebut direfeleksikan kembali ke angkasa luar karena adanya awan dan permukaan bumi. Permukaan bumi akan menyerap radiasi matahari sebesar 168 Wm

-2

, sedangkan atmosfer menyerap 67 Wm-2 (Kiehl dan Trenberth 1997).

Radiasi matahari yang diserap permukaan bumi akan dipancarkan kembali oleh bumi sebagai radiasi gelombang panjang. Sebesar 390 Wm-2 yang dipancarkan permukaan bumi tidak semuanya dipancarkan secara langsung. Gas rumah kaca menyebabkan 324 Wm-2 energi yang dipancarkan kembali dipantulkan ke permukaan bumi (Kiehl dan Trenberth 1997).

Gambar 5 Mekanisme keseimbangan energi permukaan (Kiehl dan Trenberth 1997).

Atmosfer mempunyai beberapa lapisan gas, termasuk gas rumah kaca dan awan yang akan mengemisikan kembali sebagian radiasi inframerah yang diterima ke permukaan bumi. Dengan adanya lapisan ini maka panas yang ada di permukaan bumi akan bertahan. Untuk jangka panjang akan terjadi keseimbangan antara radiasi yang masuk dan yang keluar sehingga suhu di bumi mencapai nilai tertentu (Sugiyono 2009).

Tanpa atmosfer dan gas rumah kaca yang terdapat di dalamnya maka bumi secara teoritis akan memiliki suhu permukaan sebesar -180C (Oke 1978). Hal ini dapat dihitung menggunakan model sederhana budget energi permukaan (persamaan 1) yaitu:

S(1-α) = 4

T4

1367Wm-2(1-0.3) = 4.1.5,7x10-8 Wm-2.T4 T ≈255K

T≈ -18oC

Suhu yang dihasilkan sebesar -18oC untuk keadaan tanpa atmosfer dengan nilai solar constant (1367Wm-2), emisivitas (1), dan albedo normal (0.3). Nilai suhu permukaan bumi yang dihasilkan adalah nilai suhu ketika bumi tidak memiliki atmosfer. Bumi, selain memiliki atmosfer juga memiliki inti radioaktif yang menghasilkan panas sebesar 87 Wm-2 (Hutton 2010).

Lautan merupakan 70% bagian dari bumi yang menyumbangkan begitu banyak H2O dan beberapa gas lain dari sirkulasi yang terjadi baik di atas maupun di dalamanya. Gas-gas tersebut secara alami menghalangi sebagian panas keluar dari bumi. Hal tersebut menyebabkan suhu observasi bumi lebih hangat 33 oC dari suhu yang di dapat dari persamaan di atas. Suhu rata-rata permukaan bumi yang terukur adalah 15oC (Leurox 2005).

Salah satu penyebab natural perubahan iklim adalah aktivitas tatasurya. Hal ini dapat menyebabkan perubahan nilai solar constant. Peningkatan nilai solar constant sebesar 1% akan menyebabkan kenaikan suhu sebesar 0.6 0C (Leurox 2005). Hasil perhitungan di bawah ini (Persamaan 4) menunjukan nilai perubahan suhu yang sama dengan pernyataan di atas.

S(1-α) = 4

T4

ln S+ln (1-

α) = ln 4+ ln +ln

+ 4ln T *Asumsi konstan dan konstan

……….(4)

o

Nilai tersebut sesuai dengan nilai

ΔT

1

skenario 1 pada Tabel 6. Sedangkan nilai ΔT 2 merupakan nilai perubahan suhu ketika nilai T adalah 288K atau 15oC (sesuai rata-rata suhu observasi saat ini). Nilai T pada persamaan diatas membedakan ΔT 1 sebagai perubahan suhu dimana suhu dasarnya merupakan suhu bumi tanpa adanya atmosfer. Sedangkan ΔT 2 merupakan perubahan suhu ketikasuhu dasarnya adalah suhu bumi dengan diselimuti atmosfer dan variable lain berubah sesuai skenario seperti pada Tabel 6.

Albedo memilki pengaruh yang cukup besar dalam perubahan suhu global, seperti yang terlihat pada Skenario 2 (Tabel 6). Berdasarkan data rekaman Clouds and Earth Radiant Energy System (CERES) albedo global yang tercatat padatahun 2000-2004 mengelami penurunan sebesar 0.9% dan mengakibatkan suhu naik sebesar 0.25oC (tanpa atmosfer) dan 0.27oC (dengan atmosfer).

Menurut Leurox (1995), letusan Gunung Agung (1963) di Bali (Skenario 3) yang mengakibatkan albedo naik sebesar 6% dan suhu mengalami penurunan sebesar 1.65oC (tanpa atmosfer) dan 1.85oC (dengan atmosfer) . Kenaikan albedo sebesar 6% adalah hasil penyebaran abu vulkanik setelah mengalami erupsi dan menyebar.

Selain itu albedo bumi memiliki korelasi yang positif dengan kekeruhan atmosfer. Berdasarkan penelitian Budiwati (2003) nilai kekeruhan atmosfer yang semakin menurun pada tahun 1996 sampai tahun 1998 menyebabkan albedo bumi turun sebesar 1.5%. Hal ini mengakibatkan suhu permukaan bumi naik sebesar 0.49oC. Pada Skenario 4 (Tabel 6) pendugaan perubahan suhu tersebut mendekati hasil penelitian Budiwati dengan ΔT 2 (dengan atmosfer) yang bernilai 0.46oC dan ΔT 1( tanpa atmosfer)bernilai 0.41oC.

Tabel 6 Skenario pendugaan suhu permukaan bumi

Sekenario Parameter ΔT 1 ΔT 2 Keterangan

Skenario Normal

S

Asumsi semua variabel dianggap tetap. α

Skenario 1

S naik 1%

0.64 0.72

Asumsi solar constant naik sebesar 1%, sedangkan variable lain dianggap tetap (siklus bintik matahari).

α

Skenario 2

S

0.25 0.27

Asumsi albedo turun sebesar 0.9%. Penyataan ini merupakan catatan penurunan albedo 2000-2004 (NASA 2011).

α turun 0.9%

Skenario 3

S

-1.65 -1.85

Asumsi albedo naik sebesar 6%, sedangkan variable lain dianggap tetap akibat meletusnya Gunung Agung (Leurox 2005).

α naik 6%

Skenario 4

S

0.41 0.46

Asumsi albedo permukaan bumi turun sebesar 1.5%. Mewakili perubahan tingkat kekeruhan atmosfer pada tahun 1996 sampai tahun 1998 (Budiwati et al .2003). . α turun 1.5% Skenario 5 S 0.64 0.72

Asumsi emisivitas turun 1% yang disebabkan perubahan penutupan lahan vegetasi menjadi lahan non vegetasi, sehingga emisivitas bumi terdiri dari lautan (70%) dan lahan non vegetasi (30%).

α

Keterangan : ΔT1 = perubahan suhu dengan T=255K (tanpa atmosfer) ΔT2 =perubahan suhu dengan T=288K (dengan atmosfer)

Skenario 5 merupakan skenario perubahan penutupan lahan yang berpangeruh secara langsung terhadap emisivitas bumi. Nilai emisivitas tiap penutupan permukaan bumi berbeda antara lain 0.98 untuk lautan dan air, 0.95 untuk penutupan vegetasi, dan 0.92 untuk penutupan lahan non vegetasi (Weng 2001). Jika diasumsikan luasan lautan adalah 70% dari luas bumi dan penutupan non vegetasi adalah 20% dari luas permukaan bumi, sementara luas penutupan vegetasi adalah 10% dari luas permukaan bumi maka rata-rata emisivitas bumi adalah sebesar 0.965.

Skenario 5 mengasumsikan bahwa luasan penutupan lahan vegetasi berubah menjadi lahan non vegetasi seluruhnya. Hal ini dapat dikarnakan penebangan serta kebakaran hutan yang tidak bisa ditanggulangi. Perubahan penutupan lahan tersebut menurunkan rata-rata emisivitas bumi sebesar 0.997% dan dibulatkan menjadi 1%.

Penurunan emivitas tersebut mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu sebesar 0.63oC (tanpa atmosfer) dan 0.72oC (dengan atmosfer).

Kenaikan nilai solar constant dapat diakibatkan oleh aktivitas matahari yang meningkat, misalnya saat jumlah bintik matahari mengalami peningkatan, atau bahkan dalam keadaan maximum pada siklusnya (11 tahun sekali). Selain itu perbedaan orbital dalam radiasi juga berpengaruh terhadap nilai solar constant. Nilai albedo erat kaitanya dengan penutupan awan dan daya pantul radiasi suatu penutupan lahan. Semakin besar radiasi yang dipantulkan semakin besar nilai albedo begitu pula sebaliknya. Sedangkan emisivitas juga mengalami penurunan ketika tutupan vegetasi semakin berkurang.

4.4 Perubahan Suhu Global Akibat Gas